Kā paceļas raķete: astronautika vienkāršos vārdos

Satura rādītājs:

Kā paceļas raķete: astronautika vienkāršos vārdos
Kā paceļas raķete: astronautika vienkāršos vārdos
Anonim

Kosmoss ir noslēpumaina un visnelabvēlīgākā telpa. Tomēr Ciolkovskis uzskatīja, ka cilvēces nākotne ir tieši kosmosā. Nav pamata strīdēties ar šo izcilo zinātnieku. Kosmoss nozīmē neierobežotas izredzes visas cilvēces civilizācijas attīstībai un dzīves telpas paplašināšanai. Turklāt viņš slēpj atbildes uz daudziem jautājumiem. Mūsdienās cilvēks aktīvi izmanto kosmosu. Un mūsu nākotne ir atkarīga no tā, kā pacelsies raķetes. Tikpat svarīga ir cilvēku izpratne par šo procesu.

Pacelšanās Falcon 9
Pacelšanās Falcon 9

Kosmosa sacīkstes

Ne tik sen divas spēcīgas lielvaras atradās aukstā kara stāvoklī. Tās bija kā nebeidzamas sacensības. Daudzi dod priekšroku šo laika posmu raksturot kā parastu bruņošanās sacensību, taču tas tā nav. Šī ir zinātnes sacīkste. Mēs viņai esam daudz parādāsīkrīkus un civilizācijas priekšrocības, pie kurām tik ļoti pieraduši.

Kosmosa sacīkstes bija tikai viens no svarīgākajiem aukstā kara elementiem. Tikai dažu gadu desmitu laikā cilvēks ir pārcēlies no parastā atmosfēras lidojuma uz nosēšanos uz Mēness. Tas ir neticams progress, salīdzinot ar citiem sasniegumiem. Tajā brīnišķīgajā laikā cilvēki domāja, ka Marsa izpēte ir daudz tuvāks un reālāks uzdevums nekā PSRS un ASV samierināšana. Toreiz cilvēki visvairāk aizrāvās ar kosmosu. Gandrīz katrs skolēns vai skolēns saprata, kā paceļas raķete. Tās nebija sarežģītas zināšanas, gluži otrādi. Šāda informācija bija vienkārša un ļoti interesanta. Astronomija ir kļuvusi ārkārtīgi svarīga citu zinātņu vidū. Tajos laikos neviens nevarēja teikt, ka Zeme ir plakana. Izglītība par pieņemamu cenu ir likvidējusi nezināšanu visur. Tomēr tie laiki ir sen pagājuši, un šodien tā nemaz nav.

Viens no Falcon 9 palaišanas gadījumiem
Viens no Falcon 9 palaišanas gadījumiem

Dekadence

Līdz ar PSRS sabrukumu beidzās arī konkurence. Kosmosa programmu pārfinansēšanas iemesls ir zudis. Daudzi daudzsološi un revolucionāri projekti nav īstenoti. Tiekšanās uz zvaigznēm laiku nomainīja īsta dekadence. Kas, kā zināms, nozīmē lejupslīdi, regresiju un zināmu degradācijas pakāpi. Lai to saprastu, nav vajadzīgs ģēnijs. Pietiek pievērst uzmanību mediju tīkliem. Plakanās Zemes sekta aktīvi veic savu propagandu. Cilvēki nezina elementāras lietas. Krievijas Federācijā astronomiju skolās nemāca vispār. Ja tu tuvosies garāmgājējam un jautā, kā paceļas raķetes, viņš neatbildēsšo vienkāršo jautājumu.

Cilvēki pat nezina, kādu trajektoriju lido raķetes. Šādos apstākļos nav jēgas jautāt par orbitālo mehāniku. Pienācīgas izglītības trūkums, "Holivuda" un videospēles - tas viss ir radījis nepatiesu priekšstatu par pašu kosmosu un par lidošanu uz zvaigznēm.

Šis nav vertikāls lidojums

Zeme nav plakana, un tas ir neapstrīdams fakts. Zeme nav pat sfēra, jo tā ir nedaudz saplacināta pie poliem. Kā šādos apstākļos paceļas raķetes? Pakāpeniski, vairākos posmos, nevis vertikāli.

Mūsu laika lielākais nepareizs priekšstats ir tāds, ka raķetes paceļas vertikāli. Tā nemaz nav. Šāda shēma ieiešanai orbītā ir iespējama, taču ļoti neefektīva. Raķešu degviela beidzas ļoti ātri. Dažreiz mazāk nekā 10 minūtēs. Šādai pacelšanās reizei vienkārši nepietiek degvielas. Mūsdienu raķetes paceļas vertikāli tikai sākotnējā lidojuma posmā. Tad automatizācija sāk dot raķetei nelielu ripināšanu. Turklāt, jo lielāks ir lidojuma augstums, jo pamanāmāks ir kosmosa raķetes sānsveres leņķis. Tādējādi orbītas apogejs un perigejs veidojas līdzsvaroti. Tādējādi tiek panākta visērtākā efektivitātes un degvielas patēriņa attiecība. Orbīta ir tuvu ideālam aplim. Viņa nekad nebūs perfekta.

Kā lido raķete
Kā lido raķete

Ja raķete pacelsies vertikāli, notiks neticami milzīgs apogejs. Degviela beigsies pirms perigeja parādīšanās. Citiem vārdiem sakot, raķete ne tikai nelidos orbītā, bet degvielas trūkuma dēļ tā ar parabolu lidos atpakaļ uz planētu.

Visa pamatā ir dzinējs

Jebkurš ķermenis nespēj kustēties pats no sevis. Ir jābūt kaut kam, kas viņam liek to darīt. Šajā gadījumā tas ir raķešu dzinējs. Raķete, paceļoties kosmosā, nezaudē savu spēju kustēties. Daudziem tas ir nesaprotami, jo vakuumā degšanas reakcija nav iespējama. Atbilde ir pēc iespējas vienkāršāka: raķešu dzinēja darbības princips ir nedaudz atšķirīgs.

Raķešu dzinējs
Raķešu dzinējs

Tātad, raķete lido vakuumā. Tās tvertnes satur divas sastāvdaļas. Tā ir degviela un oksidētājs. To sajaukšana nodrošina maisījuma aizdegšanos. Taču no sprauslām izplūst nevis uguns, bet gan karsta gāze. Šajā gadījumā nav nekādu pretrunu. Šī iestatīšana lieliski darbojas vakuumā.

Raķešu dzinējiem ir vairāki veidi. Tie ir šķidrie, cietie propelenti, joni, elektroreaktīvi un kodolieroči. Pirmie divi veidi tiek izmantoti visbiežāk, jo tie spēj nodrošināt vislielāko saķeri. Šķidrās izmanto kosmosa raķetēs, cieto propelentu - starpkontinentālajās ballistiskajās raķetēs ar kodollādiņu. Elektroreaktīvais un kodols ir paredzēti visefektīvākajai kustībai vakuumā, un tieši uz tiem tiek liktas maksimālās cerības. Pašlaik tos neizmanto ārpus testa stendiem.

Tomēr Roscosmos nesen pasūtīja orbitālā velkoņa ar kodoldzinēju izstrādi. Tas dod pamatu cerībām uz tehnoloģiju attīstību.

Šaura orbitālo manevrēšanas dzinēju grupa izceļas atsevišķi. Tie ir paredzēti, lai kontrolētu kosmosa kuģi. Tomēr tos neizmanto raķetēs, bet gankosmosa kuģi. Ar tiem nepietiek lidošanai, bet pietiek manevrēšanai.

Ātrums

Diemžēl mūsdienās cilvēki kosmosa lidojumus pielīdzina pamatmērvienībām. Cik ātri paceļas raķete? Šis jautājums nav gluži pareizs attiecībā uz kosmiskajām nesējraķetēm. Nav svarīgi, cik ātri tie paceļas.

Ir diezgan daudz raķešu, un tām visām ir atšķirīgs ātrums. Tie, kas paredzēti astronautu nosūtīšanai orbītā, lido lēnāk nekā kravas. Cilvēku, atšķirībā no kravas, ierobežo pārslodzes. Kravas raķetes, piemēram, īpaši smagās Falcon Heavy, paceļas pārāk ātri.

Precīzas ātruma vienības ir grūti aprēķināt. Pirmkārt, tāpēc, ka tie ir atkarīgi no nesējraķetes kravnesības. Diezgan loģiski, ka pilnībā piekrauta nesējraķete paceļas daudz lēnāk nekā pustukša nesējraķete. Tomēr ir kopīga vērtība, kuru cenšas sasniegt visas raķetes. To sauc par telpas ātrumu.

Ir pirmais, otrais un attiecīgi trešais telpas ātrums.

Pirmais ir nepieciešamais ātrums, kas ļaus pārvietoties orbītā un nenokrist uz planētas. Tas ir 7,9 km sekundē.

Otrais ir vajadzīgs, lai atstātu Zemes orbītu un dotos uz cita debess ķermeņa orbītu.

Trešais ļaus ierīcei pārvarēt Saules sistēmas gravitāciju un atstāt to. Šobrīd Voyager 1 un Voyager 2 lido ar šādu ātrumu. Tomēr pretēji plašsaziņas līdzekļos izskanējušajam, tie joprojām nav atstājuši Saules sistēmas robežas. Arno astronomiskā viedokļa viņiem būs nepieciešami vismaz 30 000 gadu, lai tie sasniegtu Hortas mākoni. Heliopauze nav zvaigžņu sistēmas robeža. Tieši šeit saules vējš saduras ar starpsistēmu vidi.

Orbitālais lidojums SLS
Orbitālais lidojums SLS

Augums

Cik augstu paceļas raķete? Par to, kas jums nepieciešams. Pēc hipotētiskās telpas un atmosfēras robežas sasniegšanas nav pareizi mērīt attālumu starp kuģi un planētas virsmu. Pēc ieiešanas orbītā kuģis atrodas citā vidē, un attālums tiek mērīts attāluma vienībās.

Ieteicams: